perancangan pengait daging berbahan polylactid …repository.upnvj.ac.id/755/2/awal.pdfperancangan...

PERANCANGAN PENGAIT DAGING

BERBAHAN POLYLACTID ACID (PLA)

SEBAGAI SUBTITUSI PENGAIT BERBAHAN LOGAM

SKRIPSI

YOSUA SEBASTIAN

1510311019

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAKARTA

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK MESIN

2019




SKRIPSI

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar

Sarjana Teknik

YOSUA SEBASTIAN

1510311019

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAKARTA

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK MESIN

2019

ii

PENGESAHAN PENGUJI

iii

PENGESAHAN PEMBIMBING

Skripsi diajukan oleh ;

Nama : Yosua Sebastian

NIM : 1510311019

Program Studi : Teknik Mesin

Judul Skripsi : PERANCANGAN PENGAIT DAGING


SEBAGAI SUBTITUSI PENGAIT BERBAHAN

LOGAM

Telah dikoreksi atau diperbaiki oleh penulis berdasarkan arahan oleh dosen

pembimbing dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk

memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi S1 Teknik Mesin, Fakultas

Teknik, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jakarta.

Ditetapkan di : Jakarta Tanggal Ujian : 12 Juli 2019

Nur Cholis, ST, M.Eng

Pembimbing I

Budhi Martana, ST, MM

Pembimbing II

Ir. M. Rusdy Hatuwe, MT

Ka. Progdi

iv

PERNYATAAN ORISINALITAS

Skripsi ini adalah hasil saya sendiri dan semua sumber yang dikutip maupun yang

dirujuk telah saya nyatakan dengan benar.


NIM : 1510311019

Program Studi : Teknik Mesin

Bilamana dikemudian hari ditemukan ketidaksesuaian dengan pernyataan saya ini,

maka saya bersedia dituntut dan diproses sesuai dengan ketentuan yang berlaku.

Jakarta, Juli 2019

Yang Menyatakan,

(Yosua Sebastian)

Materai

6000

12

v

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai civitas akademik Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jakarta,

Penulis yang bertanda tangan dibawah ini ;


NIM : 1510311019

Fakultas : Teknik

Jurusan : Teknik Mesin

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, penulis menyetujui untuk memberikan

kepada Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jakarta Hak Bebas Royalti

Non-eksklusif (Non-eksklusive Royalty Free Right) atas karya ilmiah penulis yang

berjudul :




Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti ini

Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jakarta berhak menyimpan,

mengalih media/formatkan, dalam bentuk pangkalan data (database), merawat dan

mengaplikasikan skripsi penulis selama tetap mencantumkan nama penulis sebagai

penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.

Demikian pernyataan ini penulis buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Jakarta

Pada Tanggal : Juli 2019

Yang Menyatakan

(Yosua Sebastian)

21 Agustus 2019

vi




Yosua Sebastian

ABSTRAK

Pengait yang digunakan untuk menggantung daging di toko atau pasar oleh

pedagang, seluruhnya merupakan pengait berbahan logam. Sebagian pengait yang

digunakan di pasaran Indonesia oleh pedagang bukan merupakan pengait khusus

daging yang terbuat stainless steel, melainkan pengait dari bahan besi yang mudah

berkarat akibat kelembapan dari daging, sehingga tidak ramah terhadap produk

makanan jenis daging segar. Alasan para pedagang tetap menggunakannya karena

adalah faktor harga pengait dari stainless steel yang sangat mahal. Karena itu skripsi

ini merencanakan perancangan alat pengait daging yang akan dicetak dari alat 3D

printing menggunakan filamen Polylactid Acid (PLA) dengan variasi pencetakan

pada pola lapisan pengisi (infill pattern layer) yang divariasikan menjadi 3 yaitu

grid, honeycomb, dan triangle yang ketiganya akan diuji tarik dibandingkan dengan

harapan didapatkan variasi pola pencetakan yang lebih cepat dan hasilnya kuat

paling optimal digunakan sebagai pengait sehingga nantinya nilai ultimate tensile

strengthnya dapat dijadikan acuan dalam membuat pengait daging. Dari hasil

pengujian didapatkan bahwa variasi pola lapisan pengisi yang optimal adalah yang

dicetak menggunakan opsi infill pattern layer triangle, sehingga nilai ultimate

strength, dan strain at breaknya akan dijadikan acuan dalam mendesain pengait

daging ini. Beberapa kelebihan dari pengait ini adalah: material PLA merupakan

jenis polymer yang foodgrade sehingga aman untuk menggantung daging, serta

tidak akan berkarat, lebih murah, lebih ringan, PLA mudah terdegradasi oleh alam

terbuka dalam waktu 6 bulan-2tahun.

Kata Kunci: Pengait Daging, Polylactid Acid (PLA), 3D Printing, Infill pattern

layer

vii

THE DESIGN OF MEAT HOOK

WITH POLYLACTIC ACID (PLA) MATERIAL

AS SUBSTITUTION OF MEAT HOOK WITH METAL MATERIAL

Yosua Sebastian

ABSTRACT

Hooks that are used to hang meat in a shop or market by seller are all made from

metal hooks. Some of the hooks used in the Indonesian market by butcher are not

special meat hooks made of stainless steel, but are hooks from iron which are easily

corroded due to moisture from meat, so it is not friendly to fresh meat products. The

reason butcher keep using it is because the price factor of the stainless steel hook is

very expensive. Therefore in this essay plans the design of a meat hook that will be

printed from a 3D printing machine using material of Polylactid Acid (PLA)

filaments with variations in the infill pattern layer is varied into 3, namely grid,

honeycomb, and triangle which will be tested tensile compared to expectations

obtained faster printing pattern variations and most optimal strong results are used

as a hook so that later the ultimate tensile strenght value can be used as a reference

in made the meat hook. From the results of this test it was found that the printing

most optimal variations of infill layer pattern to be used are those that are printed

using the infill pattern layer triangle option, so that the value of ultimate tensile

strenght and strain at break will be used as reference in designing this meat hook.

Some of the advantages of this hook are: PLA is a foodgrade polymer type so it is

safe to hang meat, and will not rust, cheaper, lighter, PLA is easily degraded by

open nature within 6 months - 2 years.

Keywords: Meat Hook, Polylactid Acid (PLA), 3D Printing, Infill pattern layer.

viii

KATA PENGANTAR

Puji Syukur saya panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena

atas kuasa, kekuatan, rahmat, serta karunia-Nya saya selaku penulis mampu untuk

menyelesaikan tugas akhir skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar

sarjana teknik di Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Univers itas

Pembangunan Nasional “Veteran” Jakarta.

Adapun judul tugas akhir yang saya angkat pada tugas akhir ini adalah

“Perancangan Pengait Daging Berbahan Polylactid Acid (PLA) Sebagai Subtitusi

Pengait Berbahan Logam”. Dimana saya berusaha memberikan solusi dengan

mendesain benda pengganti dari pada pengait daging berbahan logam menjadi

pengait daging berbahan filament PLA. Memang tidak mudah dalam penyusunan

tugas akhir ini, masih banyak kekurangan dan keterbatasan dalam penyusunan

materi serta bahasan pada tugas akhir ini, namun semua tidak lepas dari

keterbatasan saya sebagai penulis, Oleh karena itu saya harapkan dikemudian hari

adanya saran-saran atau masukan positif yang dapat membuat tugas akhir ini

semakin baik.

Terima kasih tidak lupa saya ucapkan untuk pihak-pihak yang sangat berjasa

dan membantu dalam mendukung secara moral, secara tenaga, maupun secara biaya

terlaksananya penelitian tugas akhir ini. Oleh karena itu saya ingin mengucapkan

kepada beberapa pihak yang sangat mendukung dan membantu saya dalam

pengerjaan skripsi ini, saya ingin mengucapkan terimakasih kepada:

1. Tuhan Yang Maha Esa, karena atas kuasa, berkat, rahmat, karunia,

pertolongan serta penyertaan-Nya sehingga penulis senantiasa diberikan

kesehatan, kekuatan, pemahaman, serta kemudahan dalam mengurus tugas

akhir ini maupun dalam mengerjakan tugas akhir ini.

2. Kedua orang tua saya yaitu bapak dan ibu saya, yang selalu memenuhi

kebutuhan hidup tanpa pamrih serta memberikan kasih sayangnya dan doa

nya untuk saya dengan tulus dan tidak putus-putusnya mendukung saya untuk

menyelesaikan tugas akhir saya tepat waktu.

ix

3. Bapak Nur Cholis, S.T, M,Eng selaku pembimbing utama saya, dimana saya

banyak terbantu olehnya diberikan dukungan baik secara teknis, maupun

berupa motivasi dan pikiran-pikiran menarik untuk membuat saya agar

semakin kreatif dan tidak pantang menyerah. Serta yang selalu mendorong

saya agar saya lulus tepat waktu.

4. Bapak Budhi Martana, S.T, M.M selaku pembimbing II saya, yang telah

membantu dalam bimbingan selama penulisan skripsi ini sampai selesai.

5. Achmad Fajar Lasttanto, selaku teman dan sahabat saya yang telah

mendukung saya tidak hentinya dalam pengerjaan skripsi ini, yang telah mau

saya repotkan untuk meminjam alat 3D printing serta mau meluangkan waktu

dan tenaga nya untuk membantu saya dalam pencetakan spesimen maupun

dalam segala hal.

6. Bintang Arya Putra, sebagai teman dan sahabat yang telah mendukung saya

tidak hentinya baik secara akademis maupun non-akademis untuk memberi

semangat kepada saya maupun ide-ide menarik dan bertukar pengalaman

maupun cerita, terutama telah membantu meminjamkan ponselnya saat

ponsel saya rusak untuk dipinjamkan selama pengerjaan skripsi.

7. Syahrul Hardiyan, sebagai teman dan sahabat serta pendorong semangat bagi

mahasiswa teknik mesin angkatan 2015 untuk bersama-sama maju

mengerjakan tugas akhir agar lulus tepat waktu, yang juga telah memberikan

nasehat motivasi serta mengijinkan saya untuk menginap dirumahnya untuk

menumpang menyelesaikan penyusunan tugas akhir.

8. Al Akbar Timur M. , sebagai teman dan sahabat yang pernah mengajarkan

saya software CAD Solidworks pada semester 6-7, sehingga ilmunya sangat

berguna sekali dalam membantu pengerjaan skripsi saya.

9. Anggi Evio P, yang selalu memberi saya semangat dorongan dan wejangan

agar saya semakin semangat untuk menyelesaikan S1 secara tepat waktu.

10. Amin Rosyidin, selaku teman dan sahabat saya yang selalu mau bertukar

masalah maupun solusi dalam penelitian, serta mau saya repotkan untuk

mengantar saya mencari tempat pengujian.

x

11. Seluruh mahasiswa jurusan Teknik Mesin UPNVJ angkatan 2015 yang telah

bersama-sama bahu-membahu saling menopang agar dapat bersama-sama

lulus tepat waktu, serta seluruh kekonyolan candaan serta tawa yang tidak

pernah henti walaupun dalam tekanan sehingga mampu mencairkan suasana.

12. Seluruh jajaran dosen maupun karyawan FT UPNVJ yang telah membantu

dalam administrasi maupun secara teknis akademik kelancaran penyelesa ian

tugas akhir ini.

13. Serta pihak lainnya yang tidak dapat saya sebutkan satu-persatu.

Saya juga selaku penulis menyadari akan keterbatasan dan kekurangan dalam

penelitian tugas akhir ini, semua tidak lepas karena keterbatasan dan kekurangan

saya sebagai manusia. Oleh karena itu, saya selaku penulis dengan lapang hati

menerima dan mengharapkan kritik serta saran dari pembaca yang berguna bagi

saya di penelitian masa yang akan datang. Semoga penelitian tugas akhir skripsi ini

dapat membawa manfaat bagi saya pribadi sebagai penulis, serta civitas akademika

baik di UPN “Veteran” Jakarta, maupun mahasiswa yang nantinya akan melakukan

penelitian lebih lanjut mengenai bahasan saya ini.

Jakarta, Mei 2019

Yosua Sebastian

xi

DAFTAR ISI

PENGESAHAN PENGUJI ...................................................................................... ii

PENGESAHAN PEMBIMBING............................................................................ iii

PERNYATAAN ORISINALITAS ......................................................................... iv

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI .................................... v

ABSTRAK .............................................................................................................. vi

ABSTRACT ........................................................................................................... vii

KATA PENGANTAR............................................................................................viii

DAFTAR ISI ........................................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ................................................................................................. xiv

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xv

DAFTAR LAMPIRAN .........................................................................................xvii

BAB I PENDAHULUAN .....................................................................................1

1.1 Latar Belakang...........................................................................................1

1.2 Perumusan Masalah ...................................................................................6

1.3 Batasan Masalah ........................................................................................6

1.4 Tujuan ........................................................................................................7

1.5 Sistematika Penulisan ................................................................................8

BAB II TINJAUAN PUSTAKA.............................................................................9

2.1 Pengertian dan Sejarah 3D Printer ............................................................9

2.1.1 Aplikasi penggunaan dan keuntungan produk 3D Printing .............10

2.2 Tipe - Tipe Metode Kerja 3D Printing ....................................................12

2. 2. 1 SLA (Stereolithography) ..................................................................12

2. 2. 2 Fused Deposition Modelling (FDM)................................................13

2.3 Filamen 3D Printer ..................................................................................15

2.4 Pengujian Kuat Tarik...............................................................................18

2.5 Standar ASTM D638-14..........................................................................21

2.6 Universal Testing Machine (UTM) .........................................................22

xii

2.7 Pengait Daging (Meat Hook) ...................................................................26

2.8 Data Pengait Daging Berbahan Stainless Steel .......................................28

2.9 Rumus dan Cara Menentukan Pembebanan Pada Hook / Pengait ..........29

BAB III METODE PENELITIAN.........................................................................34

3. 1 Metode Penelitian ....................................................................................35

3. 2 Desain CAD Spesimen ............................................................................36

3. 3 Bentuk Spesimen Bagian Luar dan Dalam (Sebelum Pengujian) ...........37

3. 4 Langkah- langkah Pengujian Tarik ..........................................................40

3. 5 Kondisi dan Parameter Pengujian ...........................................................40

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...............................................................42

4. 1 Bentuk Morfologi Masing-Masing Sampel Setelah Uji Tarik ................42

4. 1. 1 Bentuk Luar dari Seluruh Spesimen Sample yang Telah Diuji .......42

4. 1. 2 Bentuk Rongga pada Titik Putus dari Salah Satu Spesimen ............44

4. 2 Hasil Tegangan Tarik, Regangan, Serta Rata-rata Tegangan dan

Regangan Setiap Sampel. ...................................................................................46

4. 2. 1 Hasil Tegangan Tarik dan Regangan Variasi Sample Cetak Infill

Pattern Layer Grid..........................................................................................47


Pattern Layer Honeycomb. .............................................................................48


Pattern Layer Triangle. ..................................................................................51

4. 3 Perbandingan Rata-rata Tegangan Tarik, Regangan, serta Modulus

Elastisitas dari Setiap Sampel Uji. ......................................................................52

4. 3. 1 Perbandingan Rata-rata Hasil Tegangan Tarik dan Regangan serta

Nilai Modulus Elastisitas Variasi Sampel Infill Pattern Layer Grid ...............52


Nilai Modulus Elastisitas Variasi Sampel Infill Pattern Layer Honeycomb. .54

xiii


Nilai Modulus Elastisitas Variasi Sampel Infill Pattern Layer Triangle. .......55

4. 4 Analisa Spesimen Sampel Variasi Cetak Infill Pattern Layer yang

optimal digunakan. .............................................................................................57

4. 5 Perancangan Pembebanan pada Pengait Daging Berbahan PLA ............58

4.5.1. Perancangan Pembebanan Maksimal 10 kg .....................................58



BAB V KESIMPULAN DAN SARAN................................................................66

5. 1 Kesimpulan ..............................................................................................66

5. 2 Saran ........................................................................................................67

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................68

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 4. 1 Tabel Hasil Data Tegangan Tarik dan Regangan Pengujian Spesimen

Sampel Variasi Infill Pattern Layer Grid. ..............................................................47


Sampel Variasi Infill Pattern Layer Honeycomb. ..................................................49


Sampel Variasi Infill Pattern Layer Triangle. ........................................................51

Tabel 4. 4 Tabel Hasil Data Tegangan Tarik dan Regangan beserta Rata-rata dan

Standar Deviasi Spesimen Sampel Variasi Infill Pattern Layer Grid. ...................53


Standar Deviasi Spesimen Sampel Variasi Infill Pattern Layer honeycomb. ........54


Standar Deviasi Spesimen Sampel Variasi Infill Pattern Layer triangle.. .............55

Tabel 4. 7 Tabel Perbandingan Tensile Strength, Strain, dan Modulus Elastisitas

dari hasil pengujian 3 variasi sampel spesimen. ....................................................57

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Contoh Skema printer 3D untuk model FDM dan SLA....................12

Gambar 2. 2 Proses Stereolithography ...................................................................12

Gambar 2. 3 Ilustrasi Metode FDM. .....................................................................14

Gambar 2. 4 Alat 3D Printing tipe FDM...............................................................14

Gambar 2. 5 Macam-macam Filament 3D Printer ................................................15

Gambar 2. 6 Contoh Filamen 3D Printing berbahan PLA ....................................17

Gambar 2. 7 Kurva Tegangan Regangan ...............................................................19

Gambar 2. 8 Dimensi spesimen standar ASTM D638-14.....................................22

Gambar 2. 9 Contoh Gambar Alat Universal Testing Machine ............................23

Gambar 2. 10 Parameter pada alat UTM saat melakukan tensile test (uji tarik) ...24

Gambar 2. 11 Bagian-bagian Alat Universal Testing Machine ............................24

Gambar 2. 12 Penempatan material untuk tensile test ..........................................25

Gambar 2. 13 Proses Boning oleh tukang daging .................................................26

Gambar 2. 14 Proses pelayuan daging setelah disembelih....................................27

Gambar 2. 15 Macam-macam bentuk pengait untuk gantungan daging...............27

Gambar 2. 16 Pengait Daging Stainless Steel 316 ................................................28

Gambar 2. 17 Desain Hook / Pengait dengan luas penampangnya .......................29

Gambar 2. 18 Tabel rumus R dan Rn untuk luas penampang persegi .................30 ……………………………………………………………………………………… Gambar 3. 1 Diagram Alir Penelitian....................................................................34

Gambar 3. 2 Desain CAD spesimen 2D pada software CAD ...............................36

Gambar 3. 3 Desain CAD spesimen 2D pada software CAD ...............................36

Gambar 3. 4 Tampak luar 5 spesimen sample uji tarik variasi infill pattern layer

grid .........................................................................................................................37


honeycomb .............................................................................................................38


triangle....................................................................................................................38

Gambar 3. 7 Tampak dalam perbedaan 3 variasi sample spesimen uji tarik. .......39

xvi

Gambar 4. 1 Tampak luar 5 spesimen sampel uji dengan variasi infill pattern

layer grid setelah diuji tarik. ..................................................................................42

Gambar 4. 2 Tampak luar 5 spesimen sampel uji honeycomb setelah diuji tarik ..43

Gambar 4. 3 Tampak luar 5 spesimen sampel uji dengan variasi infill pattern

layer triangle setelah diuji tarik. .............................................................................44

Gambar 4. 4 Penampakan rongga pada titik putus sampel variasi infill pattern

layer grid. ...............................................................................................................45

Gambar 4. 5 Penampakan rongga pada titik putus sampel infill pattern layer

honeycomb. ............................................................................................................45

Gambar 4. 6 Penampakan rongga pada titik putus sampel infill pattern layer

triangle....................................................................................................................46

Gambar 4. 7 Grafik hasil uji tarik spesimen sampel infill pattern layer grid. .......48

Gambar 4. 8 Grafik hasil uji tarik spesimen sampel infill pattern layer

honeycomb. ............................................................................................................50

Gambar 4. 9 Grafik hasil uji tarik spesimen sampel infill pattern layer triangle. ..52

Gambar 4. 10 Desain Pengait dengan beban maksimal 10 kg ..............................58

Gambar 4. 11 Freebody diagram menentukan sumbu centroidal dan neutral........59

Gambar 4. 12 Desain Pengait dengan beban maksimal 15 kg ...............................60


Gambar 4. 14 Desain Pengait dengan beban maksimal 20 kg ...............................63


xvii

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN 1: Laporan Hasil Pengujian Kekuatan Tarik di Sentra Teknologi

Polymer - BPPT, Serpong.

LAMPIRAN 2: Hasil Simulasi Pembebanan menggunakan software solidwork

pada setiap variasi beban 10kg, 15kg, dan 20 kg

perancangan pengait daging berbahan polylactid …repository.upnvj.ac.id/755/2/awal.pdfperancangan...

Documents